ZigBee射频无线传感器网络节点设计方案“南宫28”

0章节　　近年来，无线传感器网络技术获得了飞速发展，由于2.4GHz通信频段免费、对外开放等特性，各种基于该频段的通信协议，如Wi-Fi、蓝牙等技术已非常成熟期，并获得了广泛应用。ZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，该协议基于2.4GHz频段，是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通信技术，近年来普遍应用于各种射频通信领域，如区域定位、视距数据传输、物联网标签、车用无线电子设备等。

　　以Chipcon公司基于ZigBee协议的系列产品为代表的SOC（片上系统）也日益成熟期。因此，方案设计了一个成本便宜、性能平稳、功能齐全的研发系统仍然是涉及研究的一个最重要构成。本文将明确提出一种基于ZigBee与51内核的射频无线传感器网络节点硬件设计方案。

该设计方案环绕Chipcon公司的CC2430芯片，该芯片符合ZigBee协议的物理层拒绝，并构建了一个51内核的MCU,价格低廉，不具备很好的研发潜力。设计方案使用了模块化设计方法，需要应用于各种基于ZigBee协议的软硬件研发。

本方案将详尽讲解其各模块的原理与设计方法。　　1系统总体框架　　该系统总体上分成两个部分：第一部分是控制器与射频模块部分；第二部分是外围拓展电路部分。明确的系统框架图如图1右图。　　2控制器与射频模块设计方案　　主控电路是整个系统的核心，它负责管理整个节点的全面调度与掌控。

考虑到设备运营确保的便利性、系统的集成性等特点，主控电路除不具备数据的处置能力外，还需要存储一定量的数据。本设计使用了基于ZigBee技术的射频芯片CC2430为核心。该器件构建了51内核的MCU控制器与RF收发器，因此控制器模块与射频模块部分使用了整体设计模式。

同时，片上还不具备FLASH存储器，能便利地存储数据。该器件体积小，性能平稳，运算速度慢，可扩展性能好，能较好符合本设计的各种必须。　　2.1CC2430控制器电路配备　　在本设计中，主控单元分担外围器件拓展与掌控、A/D切换、数据传输等功能。

CC2430归属于高度构建的SOC系统，其I/O口设计灵活，并不具备适配功能，因此，在设计中必须尽可能节约I/O口的用于，适当时可对其展开拓展。同时，设计还不应不具备在线iTunes与调试功能，以便利工程应用于的必须。

　　2.1.1I/O口配备　　CC2430具备21个数字I/O口插槽，即P0、P1、P2.它们皆是8位I/O口。每个口都可以分开设置为标准化I/O或外部设备I/O.除了两个低输入口P1_0和P1_1之外，其余皆用作输入。本设计涉及I/O口通过插接件形式展开腾出，以便利有所不同场合用于及拓展，明确如图2右图。

　　2.1.2调试模块　　本设计CC2430不具备在线调试与iTunes功能，可根据必须展开权利配备。图3右图是CC2430调试模块图，该模块通过调试模块插槽P2.2与P2.1构成，它们分别用于调试时钟与调试数据信号插槽。

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